La came, qui est montée sur un arbre, est généralement entraînée par un moteur appliqué directement à l'arbre à cames ou relié par des poulies ou des engrenages.
Principes des dessins de cames
Introduction
Une came rotative, Fig. 18-1, est une pièce d'une machine qui transforme mécaniquement un mouvement cylindrique en mouvement rectiligne.
fig. 18-1. Cames
La came, qui
est montée sur un arbre, est généralement entraînée par un moteur appliqué
directement à l'arbre à cames ou relié par des poulies ou des engrenages.
Le but d'une came est de transmettre divers types de mouvement à d'autres parties d'une machine.
Les cames d'une machine à coudre des chaussures, par exemple, modifient la rotation de l'axe du moteur en une action irrégulière ou de haut en bas qui est nécessaire pour coudre le cuir. Les cames sont considérées comme le meilleur moyen de produire une grande variété de mouvements différents.
Pratiquement chaque came doit être conçue et fabriquée pour répondre à des exigences particulières. Les cames sont rarement achetées en tant qu'article de catalogue. En général, les cames sont fabriquées sur mesure. Ainsi, il est presque certain qu'un dessinateur de machines sera appelé à réaliser les dessins d'exécution d'une came.
Les cames sont utilisées sur
les machines linotypes, les moteurs à essence, les presses à imprimer, les
machines textiles, les machines à façonner les métaux, les machines à
chaussures, les machines à emboutir, les mécanismes d'alimentation des machines
de production et, en fait, sur pratiquement tous les types de machines
automatiques.
Comment fonctionnent les cames
Bien que chaque exemple de la Fig. 18-2 semble être assez différent, toutes les cames fonctionnent de manière similaire.
fig. 18-2. Exemples de cames couramment utilisées
Dans chaque
cas, lorsque la came est tournée ou tournée, une autre pièce en contact avec la
came, appelée suiveur, est déplacée soit vers la gauche et la droite, soit vers
le haut et le bas, soit vers l'intérieur et l'extérieur. Le suiveur est
généralement relié à d'autres pièces de la machine (non représentées sur la Fig.
18-2) pour accomplir l'action souhaitée.
La direction dans laquelle le suiveur se déplace dépend de la position du cadre qui fixe la came et le suiveur à la machine. Dans les Fig. 18-2 A à D, la came est constituée d'une plaque métallique de forme irrégulière.
Notez les différents types de
suiveurs illustrés. Dans ces exemples, lorsque la came tourne, le suiveur monte
et descend. Il est maintenu en contact avec le bord de la came soit par son
propre poids, soit par un ressort. Si le suiveur perd le contact avec la came,
il ne fonctionnera pas.
Dans la Fig. 18-2 E et F, des cames avec des
rainures sont représentées. Le suiveur ne peut pas perdre le contact avec les
cames de ce type, car le suiveur travaille dans la rainure et est maintenu en
place par la rainure.
Un suiveur qui est en contact avec une came d'extrémité cylindrique est représenté dans la Fig. 18-2G. Lorsque la came tourne, le suiveur est amené à se déplacer vers la gauche et vers la droite.
Plus la came tourne vite, plus le mouvement du suiveur est rapide. Le mouvement du suiveur provoqué par la rotation de la came est exactement le même pour chaque tour complet de la came. Le même principe est utilisé pour toutes les cames.
Conception des cames
Dans la plupart des entreprises, les ingénieurs ou les concepteurs préparent les schémas de conception des cames. Les schémas de conception peuvent inclure des spécifications pour la vitesse et l'accélération, les matériaux de came appropriés, les exigences d'usinage et le traitement thermique.
De plus, la conception du suiveur requis pour le système de came est élaborée. En principe, la conception et le dessin d'une came se déroulent en deux étapes.
étape 1
Élaboration du diagramme de déplacement, établissement du mouvement souhaité et conception de la came et du suiveur. L'ingénieur concepteur est généralement responsable de cette étape pour les mouvements compliqués.
étape 2
Préparation des dessins détaillés de la came et du suiveur de came. Le dessinateur de machines est responsable de cette étape.
Le diagramme de déplacement
Différents types de mouvement ou d'action peuvent être transférés au suiveur, en fonction de la forme et du type de came. La forme de la came est déterminée par le diagramme de déplacement qui est généralement réalisé avant que l'une des vues de la came ne soit dessinée.
Un diagramme de déplacement est une sorte de graphique qui montre le moment et la vitesse du suiveur pendant une rotation complète de la came.
Le terme diagramme de déplacement est utilisé car il montre la quantité de déplacement ou de déplacement du suiveur d'une position à une autre. Le diagramme de déplacement montre également la position ou le chemin du suiveur à une position donnée lorsque la came tourne.
La figure 18-3 montre un diagramme de déplacement. La longueur peut être dessinée à n'importe quelle taille pratique, mais elle doit représenter une rotation complète de 360° de la came. La longueur est espacée en degrés et représente le temps nécessaire à une révolution de la came.
La hauteur est espacée en pouces et est dessinée en taille réelle à une échelle précise. La hauteur représente la montée (déplacement) maximale ou totale du suiveur. Nous discuterons des différents espacements de la hauteur dans les paragraphes suivants.
La montée est la distance
totale sur laquelle le suiveur est déplacé (ou déplacé) à partir de la position
de départ sur un tour complet de la came.
À partir de la figure 18-3,
nous pouvons déterminer la position du suiveur à n'importe quel intervalle ou
période de la rotation de la came.
fig. 18-3. Un diagramme de déplacement
Le suiveur démarre à 0° et monte de 1 pouce en 90°, soit un quart de la rotation de la came ; à 180°, soit la moitié de la rotation de la came, sa montée est à un maximum de 2 pouces ; à 270°, soit les trois quarts de la rotation de la came, il tombe à 1 pouce ; et il revient finalement à son point de départ initial à 0°.
À partir de cette illustration graphique, nous pouvons déterminer le mouvement du suiveur à n'importe quelle période sur un tour complet de la came (360°).
Mouvements de came
Il existe trois types standard de mouvements de came couramment utilisés. Une connaissance pratique de chacun est importante. L'ingénieur concepteur décide du type de mouvement qu'il utilisera après avoir étudié les exigences de la machine utilisant la came.
Le diagramme de déplacement pour ce type de mouvement est ensuite réalisé et la forme et la taille de la came sont déterminées.
Mouvement uniforme
La figure .18-4A montre la moitié d'un diagramme de déplacement pour un mouvement uniforme.
fig. 18-4. Mouvement uniforme et uniforme modifié
Ce mouvement
est utilisé lorsque le mécanisme peut être conçu pour être suffisamment robuste
et rigide pour résister au choc transmis au suiveur en position de départ. Ici,
la vitesse est la même du début à la fin. L'action de la came est brutale et
abrupte.
Les ingénieurs évitent d'utiliser ce type de mouvement autant que possible, préférant la courbe illustrée à la figure 18-4B. Ici, les chocs aux positions de départ et d'arrêt ont été rendus moins brusques en utilisant une courbe de transition.
On dit qu'une came avec ce type de courbe a un mouvement uniforme modifié. La came fonctionne généralement à des vitesses relativement faibles. Certaines opérations de la machine nécessitent des cames comme celle-ci qui transmettent le mouvement aux pièces mobiles à une vitesse constante.
Mouvement harmonique simple
Ce mouvement, illustré à la figure 18-5, est utilisé lorsque l'uniformité du mouvement n'est pas particulièrement essentielle et lorsqu'un démarrage et un arrêt en douceur sont souhaités, comme dans les mécanismes d'alimentation. Il est également utilisé lorsque des vitesses élevées sont nécessaires.
Un tour de came produit une vitesse maximale à 90°, une vitesse nulle à 180°, une vitesse maximale à 270° et une vitesse nulle à 360° (0°). Un mouvement harmonique simple produit une action de suiveur douce et facile.
fig. 18-5. Mouvement harmonique
Mouvement constamment accéléré et décéléré
Le mouvement représenté sur la figure 18-6 se traduit par une augmentation et une diminution progressives de la vitesse. La moitié de la courbe de 0° à 90° est exactement l'inverse de la moitié de 90° à 180°. À aucun moment, la vitesse n'est uniforme. Il est considéré comme le plus régulier des trois mouvements.
fig. 18-6. Mouvement constamment accéléré et décéléré
La base du mouvement est la même que pour un corps en chute libre :
Un objet lâché d'un point élevé tomberait sur la terre avec une accélération constante. De la même manière qu'un corps en chute libre, la vitesse du suiveur de came augmente de quantités égales à des intervalles de temps égaux et diminue de quantités égales à des intervalles de temps égaux.
La vitesse du suiveur est la plus élevée à 90° et la plus faible au sommet de la courbe, 180°. La vitesse augmente inversement lors de la chute et atteint un maximum à 270°.
Combinaison de mouvements
L'un des trois mouvements décrits ci-dessus peut être utilisé sur une came particulière. Les mouvements peuvent également être combinés pour produire une variété de mouvements.
Les exemples suivants montrent comment une combinaison de mouvements peut être utilisée pour n'importe quelle conception de came. Une came peut combiner un mouvement uniforme, un mouvement harmonique simple et un mouvement constamment accéléré et décéléré.
Modèles de came
Pour aider à comprendre le fonctionnement des cames, un modèle de came peut être fabriqué. Il est suggéré d'utiliser du carton solide. Le modèle peut être fabriqué en plaçant un dessin de came tel que les figures 18-10, 18-13 ou 18-16 sur le carton.
Des points importants, tels que le centre de l'arbre à cames et les points d'intersection formés par les lignes radiales et la surface de travail du bord de la came, peuvent être transférés sur la surface du carton en piquant le dessin avec une pointe acérée.
La courbe de came est réalisée en reliant les points ainsi situés sur le carton et en coupant autour de la courbe. Ensuite, un petit morceau de carton doit être découpé, ressemblant au type de suiveur souhaité.
Assemblez les pièces comme indiqué sur la figure 18-7 en fixant la découpe de came et le suiveur sur une planche à dessin. La découpe de came peut maintenant être tournée en contact avec le suiveur.
fig. 18-7. Un modèle fonctionnel d'une came
Le modèle sera
adapté pour examiner ce qui se passe réellement lorsqu'une came tourne en
contact avec un suiveur. Étudiez attentivement l'action du suiveur lorsque la
came tourne.
Exemples de mouvements de came
Les exemples suivants illustrent la procédure de dessin du diagramme de déplacement et les vues requises de diverses formes de came et de suiveurs.
Exemple 1. mouvement uniforme modifié
Il s'agit de la méthode qu'un dessinateur de machines utilise pour dessiner une came à plaque radiale avec un mouvement uniforme modifié.
Exigences
Supposons qu'un suiveur à lame de couteau doit monter de 1-1/2 pouce avec un mouvement uniforme modifié à 180° et descendre de 1-1/2 pouce avec le même mouvement à 180°. La rotation de la came se fait dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
Procédure
PARTIE I :
Dessinez le diagramme de déplacement comme illustré à la figure 18-8 et comme décrit aux étapes 1 à 6.
fig. 18-8. Diagramme de déplacement : came à mouvement uniforme modifié
1. Tracez la
montée 0-A égale à la montée maximale du galet (3,8 cm).
2. Tracez la ligne de base 0-12 égale à toute distance appropriée.
3. Marquez le point médian 6 sur la ligne 0-12 et divisez 0-6 et 6-12 en 6 divisions égales. Chaque division correspond à 30 ° de rotation de la came. Tracez des lignes verticales passant par ces points.
4. Divisez la montée 0-A en autant de divisions que 0-6 (dans ce cas, 6 divisions). Tracez des lignes horizontales passant par ces points.
5. Avec un rayon égal à 1/3 OA, tracez les arcs comme indiqué. Bien qu'il existe d'autres méthodes pour tracer les arcs de la courbe de transition, R = 1/3 OA est considéré comme suffisamment précis pour la plupart des applications. (Pour les graphiques, même si une droite est utilisée, on parle de courbe.)
6. Tracez des droites tangentes aux arcs, ce qui complétera le diagramme de déplacement avec la courbe de mouvement uniforme modifiée requise.
PARTIE II :
Dessinez les vues d'une came à plaque radiale, comme illustré aux figures 18-9 et 18-10, et comme décrit aux étapes 1 à 4, 5 et 6.
fig. 18-9. Schéma d'une came à plaque radiale
fig.
18-10. Schéma d'assemblage d'une came à plaque radiale
1. Tracez les
axes centraux principaux jusqu'à ce qu'ils se croisent au point C. Le concepteur
précisera les dimensions du diamètre de l'arbre à cames, de la clavette, du
diamètre du moyeu et l'emplacement du point 0.
Le rayon du cercle de base sera toujours égal à la distance CO. Le point 0 sur le cercle de base représente le point de départ du galet suiveur sur le bord de la came. Il s'agit de sa position la plus proche de l'arbre à cames. Le diamètre du cercle de base et la course maximale du galet suiveur déterminent la taille de la came.
2. Tracez des lignes radiales régulièrement espacées tous les 30°, étiquetées 1, 2, 3, etc., dans le sens des aiguilles d'une montre. Le nombre d'espacements autour du cercle doit correspondre au nombre de divisions 0-12 sur le diagramme de déplacement (dans le cas d'un pas de 30°, 12 divisions). L'angle entre les lignes radiales est appelé angle d'action.
3. À partir du point 0, tracez l'élévation 0-A, soit 1,5 pouce, sur la ligne médiane verticale. Les espacements sur la ligne 0-A sont égaux aux espacements 0-A reportés du diagramme de déplacement.
4. Avec le compas réglé au
point C et des rayons égaux aux distances C-1, C-2, C-3, etc., tracez des
cercles légers.
L'arc passant par le point 1 coupe maintenant la ligne
radiale 1 ; l'arc passant par le point 2 coupe la ligne radiale 2 ; et ainsi de
suite. Comme les deux lobes (moitiés) de la came de cet exemple sont identiques,
les points des petits cercles sur les lignes radiales 1 et 11, 2 et 10, etc.,
sont directement opposés.
Il est utile d'aborder ici un principe fondamental qui intervient à chaque fois qu'une came est dessinée. En pratique, la came tourne et le galet se déplace. Dans cet exemple, le galet monte et descend de 3,8 cm à chaque tour complet de la came.
Sur le dessin, cependant, la came ne peut pas tourner, mais doit rester en place. Il faut donc imaginer que le galet tourne autour de la came. Les petits cercles sur les lignes radiales illustrent les différentes positions du galet lors de sa rotation autour de la came.
5. Tracez une courbe lisse aux intersections des arcs ainsi tracés et des lignes radiales correspondantes (indiquées par de petits cercles). Nous obtenons ainsi la courbe de came, ou surface de travail du bord, comme illustré à la figure 18-10.
6. Complétez la vue de droite. Les dimensions du galet suiveur et de la plaque de came sont normalement fournies au dessinateur par le concepteur.
La précision de la courbe de came peut être améliorée en divisant la distance 0-12 sur le diagramme de déplacement, par exemple, en deux fois plus de parties. Au lieu de construire 12 lignes radiales (espacées de 30°), nous construirions 24 lignes radiales (espacées de 15°).
Le principal avantage de 24 positions de galets suiveurs est d'obtenir une courbe de came plus précise. Dans certains cas, le dessinateur peut espacer les lignes radiales tous les 5°, voire jusqu'à 1°.
La figure 18-10 montre le dessin final de la came avec le galet suiveur requis.
Exemple 2. Mouvement harmonique simple
Voici la méthode utilisée par un dessinateur de machines pour dessiner une came à plaque radiale avec un mouvement harmonique simple.
Exigences
Supposons qu'un galet suiveur monte de 5 cm avec un mouvement harmonique simple à 180° et descende de 5 cm avec le même mouvement à 180°. La came tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
Procédure
PARTIE I :
Dessinez le diagramme de déplacement illustré à la figure 18-11 et décrit aux étapes 1 à 5.
fig. 18-11. Diagramme de déplacement : came avec mouvement harmonique simple
1.
Tracez un demi-cercle dont le diamètre est égal à la montée maximale du galet
suiveur, soit 5 cm.
2. Tracez la ligne de base 0-12 égale à toute distance appropriée.
3. Marquez le milieu 6 sur la ligne 0-12 et divisez 0-6 et 6-12 en 6 divisions égales. Chaque division correspond à une rotation de 30° de la came. Tracez des lignes verticales passant par ces points.
4. Divisez le demi-cercle en autant de divisions que 0-6 (ici, 6 divisions) et projetez les points sur 0-A. Tracez des lignes horizontales passant par ces points.
5. À l'aide d'une courbe irrégulière, tracez une courbe lisse passant par les intersections des lignes horizontales et verticales (courbe harmonique).
PARTIE II :
Dessinez les vues de la came à plaque radiale, comme illustré aux figures 18-12 et 18-13, et comme décrit aux étapes 1 à 5, 6 et 7.
fig. 18-12. Schéma d'une came à plaque radiale
fig. 18-13.
Schéma d'assemblage d'une came à plaque radiale
1. Tracez les axes centraux principaux jusqu'à leur intersection au point C. Le concepteur fournira les dimensions du diamètre de l'arbre à cames, de la clavette, du diamètre du moyeu et l'emplacement du point 0.
2. Tracez des lignes radiales espacées régulièrement tous les 30°, étiquetées 1, 2, 3, etc. Le nombre d'espacements doit correspondre au nombre de divisions 0-12 du diagramme de déplacement (ici, 12 divisions).
3. À partir du point 0, tracez l'élévation 0-A, soit 5 cm, sur la ligne médiane verticale. Les espacements sur la ligne 0-A sont égaux à ceux reportés sur le diagramme de déplacement.
4. Avec le compas réglé au point C et des rayons égaux aux distances C-1, C-2, C-3, etc., tracez des cercles légers.
L'arc passant par le point 1 coupera la ligne radiale 1 ; l'arc passant par le point 2 coupera la ligne radiale 2 ; et ainsi de suite. Les points d'intersection sont représentés par de petits cercles sur la figure 18-12. Puisque les deux lobes de cet exemple sont identiques, les points des petits cercles des lignes radiales 1 et 11, 2 et 10, etc., sont directement opposés.
5. Les points ainsi trouvés correspondent aux différentes positions du centre de roulis. Reliez ces points par une courbe lisse appelée courbe de tangage.
6. La surface de travail du bord de la came peut être dessinée comme suit :
Avec le compas réglé sur le rayon de roulis, tracez des arcs de cercle à partir de l'intersection de la courbe de pas et des lignes radiales (au niveau de chacun des petits cercles).
Dessinez la surface de travail du bord tangent aux arcs représentant les différentes positions de roulis, comme illustré à la figure 18-13.
7. Dessinez la vue de droite. Les dimensions du galet suiveur et de la came à plaque sont fournies par le concepteur.
Exemple 3 : Mouvement accéléré et décéléré constant
Voici la méthode utilisée par un dessinateur de machines pour dessiner une came à plaque radiale avec un mouvement constant d'accélération et de décélération.
Exigences
Supposons qu'un galet suiveur plat doit monter de 3,8 cm avec un mouvement constant d'accélération et de décélération à 180°. Il doit descendre de 3,8 cm avec le même mouvement à 180°. La came tourne dans le sens horaire.
Procédure
PARTIE I : Dessinez le diagramme de déplacement, comme illustré à la figure 18-14 (voir les étapes 1 à 5).
fig. 18-14. Diagramme de déplacement : came avec mouvement constamment accéléré et décéléré
1.
Tracez la montée 0-A égale à la montée maximale du galet suiveur, soit 3,8 cm.
2. Tracez la ligne de base 0-12 égale à toute distance appropriée.
3. Marquez le point médian 6 sur la ligne 0-12 et divisez 0-6 et 6-12 en 6 divisions égales. Chaque division sera égale à 30° de la rotation de la came. Tracez des droites verticales passant par ces points.
4. Divisez la montée 0-A en autant de divisions que 0-6 (ici, 6 divisions).
Les divisions doivent être dans la proportion de 1, 3, 5, 5, 3, 1.
Tracez la droite B-A à la longueur qui vous convient.
Sur la droite B-A, tracez 6 divisions espacées dans la proportion de 1, 3, 5, 5, 3, 1, soit un total de 18 espaces égaux.
Le premier espace est d'une unité ; le deuxième espace est de trois unités ; le troisième espace est de cinq unités ; et ainsi de suite. Projetez chaque point des divisions de la droite B-A sur la droite 0-A.
Tracez des droites horizontales passant par ces points.
5. Tracez une courbe lisse passant par les intersections des droites horizontale et verticale. Il s'agit d'une courbe parabolique, car les courbes sont des arcs d'une figure géométrique appelée parabole.
PARTIE II : Dessinez la vue de face de la came à plaque radiale, comme illustré à la figure 18-15 et décrit aux étapes 1 à 6.
fig. 18-15. Schéma d'une came à plaque radiale
La méthode de
dessin de la came dans cet exemple est légèrement différente de celle utilisée
pour les exemples 1 et 2.
Contrairement aux deux exemples précédents, la rotation de cette came s'effectue dans le sens horaire. Comme indiqué précédemment, il faut imaginer que la came reste en place et que le galet suiveur tourne autour d'elle.
L'inverse est vrai lorsque la came et le galet suiveur sont installés sur la machine, mais pour les besoins du dessin, nous considérons la came comme restant en place. Lorsque la came tourne dans le sens horaire, les lignes radiales sont numérotées dans le sens antihoraire.
1. Tracez les axes centraux principaux jusqu'à leur intersection au point C. À partir du schéma de conception ou des informations fournies par l'ingénieur concepteur, déterminez la taille de la clavette, le diamètre de l'arbre à cames et du cercle du moyeu, ainsi que l'emplacement du point 0.
2. Tracez des lignes radiales espacées régulièrement tous les 30°, étiquetées 1, 2, 3, etc., dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Le nombre d'espacements doit correspondre au nombre de divisions 0 à 12 sur le diagramme de déplacement.
3. À partir du point 0, tracez la montée 0-A, soit 1,5 pouce, sur l'axe central vertical. Les espacements sur la ligne 0-A sont égaux à ceux reportés du diagramme de déplacement.
4. Avec le compas réglé sur le point C et des rayons égaux aux distances C-1, C-2, C-3, etc., tracez des cercles légers. L'arc passant par le point 1 coupera la ligne radiale /; L'arc passant par le point 2 coupera la ligne radiale 2 ; et ainsi de suite. Puisque les deux lobes de cet exemple sont identiques, les points des lignes radiales 1 et 11, 2 et 10, etc., sont directement opposés.
5. À travers chaque point ainsi trouvé, tracez des lignes fines, chacune perpendiculaire à la ligne radiale correspondante. Tracez chaque ligne suffisamment longue pour qu'une ligne croise ou s'imbrique avec la suivante, formant ainsi un cadre de lignes.
6. Trouvez le milieu de chaque ligne et marquez ces points d'un petit cercle, comme sur la figure 18-15. Une courbe lisse peut maintenant être tracée tangente à chaque ligne perpendiculaire passant par chacun des petits cercles.
La courbe représente la surface de travail du bord de la came. La méthode utilisée construit une courbe approximative, mais elle est considérée comme suffisamment précise pour la plupart des besoins de dessin.
PARTIE III : Complétez la vue de face et dessinez la vue de droite de la came à plaque radiale, comme illustré à la Fig. 18-16 et comme décrit aux étapes 1 et 2.
fig. 18-16. Schéma d'assemblage d'une came à plaque radiale
1. Demandez au concepteur les dimensions du galet suiveur plat. Dessinez le galet en haut de la came.
REMARQUE : Les positions du galet suiveur à 90°, 180° et 270° sont présentées à titre d’illustration uniquement.
2. Dessinez la vue de droite de la came et du galet suiveur.
Exemple 4 : Came à plaque radiale rainurée avec combinaison de mouvements
Voici la méthode utilisée par un dessinateur de machines pour dessiner une came à plaque radiale rainurée avec combinaison de mouvements.
Exigences
Supposons qu’un galet suiveur commence par une montée de 6,35 cm avec un mouvement constamment accéléré et décéléré à 90° ; se stabilise à 120° ; redescend à 3,25 cm avec un mouvement harmonique simple à 180° ; repos à 240° ; et descente de la distance restante avec un mouvement uniforme modifié jusqu'à 0°. La came tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
REMARQUE : Au repos (également appelé arrêt), le galet reste en place, sans monter ni descendre.
Procédure
PARTIE I :
Dessinez le diagramme de déplacement, comme illustré à la figure 18-17 et comme décrit à l'étape 1.
fig. 18-17. Diagramme de déplacement : came à plaque rainurée à mouvements combinés
1. Dessinez le diagramme de déplacement correspondant aux mouvements requis. Voir la PARTIE I des exemples 1, 2 et 3.
PARTIE II :
Dessinez la vue de dessus de la came à plaque rainurée, comme illustré à la figure 18-18 et comme décrit aux étapes 1 à 8.
2. Tracez les lignes radiales 1 à 6 espacées de 15°, correspondant au nombre de divisions de la ligne de base 0 à 6 du diagramme de déplacement. La ligne radiale 6 sera à 90°.
3. Les divisions 0 à A sont obtenues à partir du schéma de déplacement. À partir du point 0, le galet suiveur doit commencer à monter jusqu'à un maximum de 6,35 cm (2-1/2 pouces) avec un mouvement constamment accéléré et décéléré.
4. Avec le point C comme centre, effectuez un arc de cercle du point 1 à l'intersection de la ligne radiale 1, du point 3 à l'intersection de la ligne radiale 2, du point 5 à l'intersection de la ligne radiale 3, et ainsi de suite.
5. La come étant à une période de repos comprise entre 90° et 120°, le galet suiveur ne montera ni ne descendra. Tracez la ligne radiale 7 à 120°. Continuez l'arc depuis la ligne radiale 6 (à 90°) jusqu'à son intersection avec la ligne radiale 7.
6. À partir de 120°, le galet
suiveur descend sur une distance de 1-1/4 pouce avec un mouvement harmonique
simple jusqu'à 180°.
Tracez les lignes radiales 8 à 13 espacées du nombre
de divisions de la ligne de base 7 à 13 sur le diagramme de déplacement. La
ligne radiale 13 sera à 180°.
Au point X de la ligne radiale 7, déplacez
vers le centre de l'arbre à cames les divisions correspondantes sur X-Y obtenues
à partir de X-Y sur le diagramme de déplacement. À travers ces points, tracez
des arcs de cercle de centre C pour croiser les lignes radiales correspondantes
8, 9, 10, 11, 12 et 13.
7. La came est à nouveau au repos de 180° à 240°.
L'arc tracé jusqu'à la ligne
radiale 13 se poursuit comme précédemment jusqu'à la ligne radiale 14. 8. À
240°, le suiveur parcourt la distance restante jusqu'à la position de départ, ou
point 0, avec un mouvement uniforme modifié.
Sur la ligne radiale 14, de
manière similaire à l'étape 6, tracez les divisions correspondantes e, d, c, b
et a. Faites pivoter les arcs jusqu'à ce qu'ils coupent les lignes radiales 15,
16, 17 et 18.
REMARQUE : Le point 18 est identique au point 0 sur le diagramme de déplacement et sur le schéma de la came.
PARTIE III : Complétez la vue de dessus et dessinez la vue de face, comme illustré aux figures 18-19 et comme décrit aux étapes 1 à 4.
fig. 18-19. Schéma d’assemblage d’une came à plaque rainurée
1.
Tracez une courbe lisse passant par chaque point ainsi trouvé sur les lignes
radiales (marquées de petits cercles). Il s’agit de la courbe de pas.
2. En réglant le compas sur le rayon du galet suiveur, tracez des cercles légers centrés sur chacun des petits cercles. Ce sont les différentes positions du galet.
3. Tracez maintenant deux courbes lisses tangentes aux côtés extérieur et intérieur des cercles qui marquent les bords du galet suiveur. Ces courbes forment les bords de la rainure. En pratique, la largeur de la rainure est légèrement supérieure au diamètre du galet pour permettre le jeu.
On obtient ainsi un mouvement fluide et aisé. Dans certains cas, les changements brusques de trajectoire de la rainure peuvent être modifiés afin de réduire les risques de dérapage.
4. Demandez au concepteur les dimensions du galet suiveur et du rouleau, la profondeur de la rainure, etc., et dessinez la vue de face.
La figure 18-20 illustre l'usinage de la rainure de la came.
fig. 18-20. Usinage d'une came à plaque rainurée
exemple 5. came à rainures cylindriques avec une combinaison de mouvements
Il s'agit de la méthode utilisée par un dessinateur de machine pour dessiner une came rooté cylindrique avec une combinaison de mouvements.
Exigences
Supposait qu'une came rooté cylindrique avec un suiveur à rouleaux effilées commence par une course extérieure maximale de 1 à 7/8 pouces en 180 ° avec un mouvement et un retour décélérés constamment acélérés et décélérés avec un mouvement harmonique simple en 180 ° (ou la distance restante). La rotation de la came est dans le sens des aiguilles d'une montre.
Remarque: Selon le type et la position de la came sur la machine, le mot traits peut remplacer la montée et la chute.
Procédure
Partie I:
Dessinez le diagramme de déplacement et la courbe de pas comme indiqué sur la figure 18-21, et comme décrit aux étapes 1 à 7.
Fig. 18-21. Disposition d'une came cylindrique pouces
1. Dessinez la
vue supérieure et avant de la came cylindrique.
Remarque: Dans la pratique réelle, les dimensions sont tirées de la disposition de conception.
2. Tracez des lignes radiales (espacées tous les 30 ° dans cet exemple) sur la vue de dessus. Le projet pointe vers la vue d'entrée et dessinez les éléments.
3. Dessinez le diagramme de déplacement de la CAM dans la position illustrée à la figure 18-21, avec 0-12 égal à la circonférence de la CAM. La distance 0-12 peut être dessinée en utilisant les espacements tirés de la vue de dessus. La distance 0-12 peut être réglée plus précisément en utilisant la formule C = TTD. La distance C (ou 0-12) est ensuite divisée en 12 divisions égales.
Remarque: Pour une came cylindrique, le diagramme de déplacement est également appelé développement car il représente la surface complète de la came, que nous imaginons être plates ou étirées sur un plan plat.
4. Distance X-Y est égal à l'élévation (1-7 / 8) dans la vue avant. Sur le diagramme de déplacement, divisez l'élévation X-Y en espaces proportionnels à 1, 3, 5, 5, 3, 1.
5. Le projet pointe vers des divisions correspondantes sur le diagramme de déplacement 0-6. Marquez des points avec de petits cercles. Dessinez une courbe légère et lisse à travers les points tracés de l'intersection. Il s'agit de la construction de la moitié de la courbe de tangage pour un mouvement constamment accéléré et décéléré.
6. L'autre moitié de la courbe de tangage est trouvée par la première construction un demi-cercle sur le diagramme de déplacement avec le diamètre égal au maximum du suiveur (1-7 / 8 pouces).
7. Divisez le demi-cercle en même nombre d'espace égal que 6-12 (dans ce cas, 6 divisions) et projetez les pointes des divisions correspondantes. Marquez les points avec de petits cercles. Dessinez une courbe lisse légère à travers les points tracés de l'intersection, complétant toute la courbe de tangage.
Partie II:
Complétez les vues comme indiqué sur la figure 18-22 et comme décrit aux étapes 1 à 5.
1. Le diamètre du cercle représentant la profondeur de la rainure est déterminé à partir de la disposition de conception. La profondeur de la rainure est dessinée sous forme de cercle caché dans la vue de dessus.
2. Les côtés de la rainure sont effilés. En se référant à nouveau à la disposition de conception, nous déterminons la largeur en haut et en bas de la rainure. Sur le développement, définissez la boussole au centre de chacun des petits cercles sur la courbe de tangage. Dessinez deux cercles de chaque point, représentant les largeurs en haut et en bas de la rainure.
3. Pour montrer la partie la plus large de la rainure de la vue de la face, nous projetons d'abord le haut et le bas de chaque grand cercle. Les lignes projetées à partir du cercle sur la ligne 0 sont marquées sur l'élément 0, les lignes projetées à partir du cercle sur la ligne 1 sont marquées sur l'élément 1; et ainsi de suite. Deux courbes lisses sont ensuite dessinées à travers ces points, représentant les bords de la rainure à came. La moitié avant de la courbe est visible (sur les éléments 9 à 3). La moitié arrière est cachée.
4. Pour montrer la partie inférieure de la rainure dans la vue avant, nous projetons le haut et le bas de chaque petit cercle. Les lignes projetées à partir du cercle sur la ligne 0 sont marquées sur l'élément 0 'projeté à partir de la vue de dessus. Les lignes projetées à partir du cercle sur la ligne 1 sont marquées sur l'élément V, projetées à partir de la vue de dessus, et ainsi de suite. La visibilité des points sur la courbe représentant la partie inférieure de la rainure doit être examinée de près. À travers les points ainsi tracés, dessinez deux courbes lisses.
5. Complétez les vues avant et sur le dessus en dessinant le suiveur et la tige de rouleaux effilés comme le montre la figure 18-22.
figue. 18-22. Disposition d'une came cylindrique
Exemple 6.
Cam d'orteil et d'essuie-glace
Il s'agit de la méthode qu'un dessin de dessinateur utilise pour dessiner une came d'orteil et d'essuie-glace.
Exigences
Supposons qu'une came d'orteil et d'essuie-glace soit de monter et de chuter de 1-1 / 4 pouces avec un mouvement constamment accéléré et décéléré. L'angle d'action (illustré sur la figure 18-23) est de 60 °. La rotation de la came est dans le sens antihoraire.
figue. 18-23. Disposition d'un orteil et d'un essuie-glace
Procédure
Dessinez la came comme indiqué sur la figure 18-23 et comme décrit aux étapes 1 à 9.
1. En commençant par la vue avant, tracez les lignes centrales principales, l'arbre à cames, la clé et le cercle du moyeu et le cercle de came.
Remarque: Si le matériau est en fonte, le rayon du moyeu doit être égal à deux fois le rayon de l'arbre à cames.
2. Dessinez le suiveur vers les dimensions requises et licenciez la distance A-D, qui représente la montée maximale du suiveur (1-1 / 4 pouces).
3. À partir du point A, licenciez les divisions dans la proportion de 1, 3, 5. Projetez les divisions vers la ligne centrale X-Y, établissant les points B et C.
4. Déposer l'angle d'action (60 °) comme indiqué et divisez l'angle en trois divisions radiales égales de 20 ° chacune.
5. Avec le point 0 comme centre, les arcs swing à travers les points B, C et D. Le point B croisera la ligne radiale L, le point C croisera la ligne radiale M et le point D croisera la ligne radiale K.
6. À l'intersection de chaque arc et une ligne radiale correspondante, construisez une ligne tangente à l'arc qui sera à angle droit (90 °) à la ligne radiale correspondante.
7. Dessinez la courbe de came, tangente aux lignes étendues à B ', C et D'. (Une courbe de came plus précise peut être obtenue en supposant plus de divisions à l'étape 3, comme 1, 3, 5, 7.)
8. La courbe de came doit s'étendre au-delà du point de «petite distance arbitraire. Il faut comprendre que la came ne fera tourner que suffisamment pour élever le suiveur de 1-1 / 4 pouces. Il doit ensuite revenir à la position indiquée sur la figure 18-23. Une came comme celle-ci a un mouvement oscillant. Il ne tourne pas par une révolution complète. Le suiveur est indiqué en fantôme à son ascension maximale.
9. Dessinez la vue droite de la came et du suiveur.
Questions de révisions (les réponses ne sont pas données)
1. Une came convertit mécaniquement le mouvement rotatif ou cylindrique vers quel type de mouvement?
2. Quel est le but d'une came?
3. Pourquoi n'est-il pas possible d'acheter une came prêt à l'emploi pour s'adapter à un ensemble particulier d'exigences?
4. Décrivez brièvement comment les systèmes CAM et suiveurs montrés sur la figure 18-2A à D travaillent.
5. Décrivez brièvement l'objectif d'un diagramme de déplacement CAM.
6. Quelle est la longueur d'un diagramme de déplacement?
7. Que représente la hauteur?
8. Définissez le terme augmentation.
9. Qu'est-ce qui est fait à la courbe en mouvement uniforme pour lisser le choc qui se produit aux positions de départ et d'arrêt?
10. Quel type de mouvement de came est utilisé lorsqu'un début et un arrêt lisses sont souhaités?
11. Dans un mouvement constamment accéléré et décéléré, quelle est la relation de la moitié de la courbe avec l'autre?
12. Définissez une ligne tangente.
13. Définissez une ligne radiale.
14. Quels deux facteurs régissent la taille de la came?
15. Un cercle divisé en 12 parties égales entraîne des espacements de combien de degrés?
16. Quelle est la différence entre un cercle et un arc?
17. Définissez l'angle d'action.
18. Quel est un autre mot qui peut être utilisé pour décrire les lobes d'une came?
19. Comment augmenter la précision de la courbe CAM sur le dessin?
20. La courbe de pas est-elle la même que le bord de la came? Expliquer.
21. Quel mot peut être
substitué à la montée?
Problèmes
Problèmes 18-1 à 18-9
Cames de plaque radiale
À l'aide d'une feuille pour chaque problème, dessinez le diagramme de déplacement et les vues des cames et abonnés de plaques radiales suivantes. Reportez-vous aux figures. 18-10, 18-13 et 18-16.
Les vues doivent contenir toutes les dimensions et notes nécessaires à la fabrication de la CAM.
Omettre les dimensions pour le suiveur.
Le diamètre du moyeu est égal à deux fois le diamètre de l'alésage.
Utilisez une clé carrée ou pratt et Whitney.
Toutes les tolérances d'alésage sont de -0,0000, +0.0005.
Toutes les cames doivent être traitées à la chaleur par le durcissement et la trempe de la flamme.
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Figure 18-I Rouleaux Suiveurs |
Figure 18-II Suiveur de couteau |
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Figure 18-III Suiveur Plat |
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Cames de plaque radiale
Problèmes 18-10 à 18-15
cames de plaque rainurée radiale
À l'aide d'une feuille pour chaque problème, dessinez le diagramme de déplacement et les vues des cames et abonnés de plaque rainurée radiale suivants. Reportez-vous à la figure 18-19.
Les vues doivent contenir toutes les dimensions et notes nécessaires à la fabrication de la CAM. Omettre les dimensions pour le suiveur.
Le diamètre du moyeu est égal à deux fois le diamètre de l'alésage.
Utilisez une clé carrée ou pratt et Whitney.
Toutes les tolérances d'alésage sont de -0,0000, +0.0005.
La profondeur de la rainure est égale à la moitié de l'épaisseur de la plaque de came.
Toutes les cames doivent être traitées à la chaleur par le durcissement et la trempe de la flamme.
Figure 18-IV
cames de plaque rainurée radiale
Problèmes 18-16 à 18-21
cames cylindriques
À l'aide d'une feuille pour chaque problème, dessinez le diagramme de développement ou de déplacement et les vues des cames suivantes. Supposons des dimensions pour la tige et le rouleau suiveur. Reportez-vous à la figure 18-22.
Les vues doivent contenir toutes les dimensions et notes nécessaires à la fabrication de la CAM.
Omettre les dimensions pour le suiveur.
Le diamètre du moyeu est égal à deux fois le diamètre de l'alésage.
Utilisez une clé carrée ou pratt et Whitney.
Toutes les tolérances d'alésage sont +0.0003.
Toutes les cames doivent être traitées à la chaleur par le durcissement et la trempe de la flamme.
cames cylindriques
Problèmes 18-22 à 18-27
toe cames et d'essuie-glace
Préparez les dessins de détails à deux vues de chacun des cames d'orteil et d'essuie-glace suivantes. Reportez-vous à la figure 18-23.
Supposons des dimensions pour un suiveur et dessinez en position appropriée à l'aide de lignes fantômes.
Utilisez un carré ou une clé Pratt et Whitne.
Le diamètre du moyeu est égal à deux fois le diamètre de l'alésage.
Toutes les tolérances d'alésage sont de -0,0000, +0.0003
Toutes les cames doivent être traitées à la chaleur par le durcissement et la trempe de la flamme.
cames d'orteil et d'essuie-glace
